單片機(jī)與PC串口通信課程設(shè)計(jì)(共27頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專業(yè)班級(jí)：建筑電氣與智能化1201班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師（簽名）： 一、課程設(shè)計(jì)（論文）題目單片機(jī)與PC串行通信二、本次課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)達(dá)到的目的課程設(shè)計(jì)的基本教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技c能，提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及科技寫(xiě)作或設(shè)計(jì)能力。要求學(xué)生在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中要有意識(shí)地培養(yǎng)自己的實(shí)際能力。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，了解單片機(jī)工作的原理及應(yīng)用技術(shù)，掌握根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)軟件的方法，了解設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)基本環(huán)節(jié)，也為今后的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。三、本次課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求等）設(shè)計(jì)以單

2、片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表。要求如下：對(duì)2路模擬信號(hào)連續(xù)采集16次，取平均值。分別設(shè)定每一路的上限值，如采集的平均值超過(guò)上限值，則對(duì)應(yīng)通道的指示燈閃爍10次后一直亮，并發(fā)出聲音以示警告。 具體要求如下：1) 掌握單片機(jī)的工作原理與接口設(shè)計(jì)。2) 完成硬件設(shè)計(jì), 包括溫度計(jì)等的硬件選擇及硬件原理圖繪制。3) 完成軟件設(shè)計(jì),繪制程序流程圖。4) 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告一份，要求字?jǐn)?shù)3000字以上。四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)： 1) 單片機(jī)教材及相關(guān)元器件數(shù)據(jù)手冊(cè)2) 仿真軟件protues的使用說(shuō)明五、審核批準(zhǔn)意見(jiàn)教研室主任（簽字） 專心-專注-專業(yè)單片機(jī)與PC機(jī)的串口通信摘要單片機(jī)由于性價(jià)比高

3、、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)，但是其存儲(chǔ)容量小，處理的數(shù)據(jù)量不大。為了克服這一缺點(diǎn)，我們可以將單片機(jī)連接到PC機(jī)上，由單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)匯總到PC機(jī)，再進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)與PC機(jī)一般采用串行通信，由于51系列單片機(jī)中一般集成了全雙工的串行端口，只要配以電平轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)電路、隔離電路就可組成一個(gè)簡(jiǎn)單可行的通信接口。PC機(jī)具有強(qiáng)大的監(jiān)控和管理功能，而單片機(jī)則具有快速及靈活的控制特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)將通過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)中的RS-232標(biāo)準(zhǔn)總線之間的串行通信。這也是許多測(cè)控系統(tǒng)中常用的一種通信解決方案。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，PC機(jī),串行通信，電平轉(zhuǎn)換，總線目錄

4、第一章：緒論1.1課題研究的目的和意義單片機(jī)與PC機(jī)串行通信端口在系統(tǒng)控制的范疇中一直占據(jù)著及其重要的地位，它不僅沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)代的進(jìn)步而遭淘汰，反而在規(guī)格上越來(lái)越完善，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。作為一種基本而又靈活方便的通信方式，串口通信被廣泛應(yīng)用于PC與PC或者PC與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換以及其他工業(yè)控制與自動(dòng)控制中。如今，在很多場(chǎng)合中，要求單片機(jī)不僅能獨(dú)立完成單機(jī)的控制任務(wù)，還要能與其他數(shù)據(jù)控制設(shè)備（單片機(jī)、PC機(jī)等）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此如何實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2 所屬領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r單片機(jī),亦稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)

5、器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、輸入/輸出端口(I/0)等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放的時(shí)期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī),從8位、16位到32位,數(shù)不勝數(shù),應(yīng)有盡有,它們各具特色,互成互補(bǔ),為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。通用型單片機(jī)通過(guò)三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍器件成為單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。隨著低價(jià)位OTP及各種特殊類型片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的發(fā)展,加之處圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi),推動(dòng)了單片機(jī)“單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。特別是I2C、SPI 等串行總線的引入,可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少,單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化。 單片機(jī)改變了我們生活,

6、縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域,從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,到飛機(jī)上各種儀表的控制,從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,到工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等,這些都離不開(kāi)單片機(jī), 單片機(jī)有著廣闊的應(yīng)用前景。如今，隨著單片機(jī)和微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測(cè)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,由PC機(jī)和多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)已成為單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。它結(jié)合了單片機(jī)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和微機(jī)對(duì)圖形處理、顯示的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),Windows環(huán)境下后臺(tái)微機(jī)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。二者結(jié)合,使得單片機(jī)的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)或控制,而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的

7、分布式多點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。1.3課程設(shè)計(jì)的技術(shù)要求1.3.1課程設(shè)計(jì)的具體要求如下1)掌握單片機(jī)的工作原理與接口設(shè)計(jì)。2)完成硬件設(shè)計(jì), 包括硬件選擇及硬件原理圖繪制。3)完成軟件設(shè)計(jì),繪制程序流程圖。1.3.2本設(shè)計(jì)的主要功能根據(jù)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)51單片機(jī)與PC串口通信電路，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信。設(shè)計(jì)主要分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大模塊，本設(shè)計(jì)主要側(cè)重于硬件電路的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)以下功能，即單片機(jī)通過(guò)串行口向PC發(fā)送字符串并且可以接收由PC發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)字。具體實(shí)現(xiàn)結(jié)果為：將從單片機(jī)鍵盤(pán)上鍵入的字符顯示到PC顯示器上，將PC鍵盤(pán)輸入的數(shù)字（0-9）顯示到單片機(jī)的數(shù)碼管上。第二章：硬件電路

8、的設(shè)計(jì)2.1 串行通信的基本原理 2.1.1 串行通信的概念及分類通信的基本方式可分為并行通信與串行通信兩種。 并行通信：是將組成數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送，并通過(guò)并行門(mén)（如P1口等）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在并行通信中，數(shù)據(jù)傳送線的根數(shù)與傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)相等，傳送數(shù)據(jù)速度快，但所占用的傳輸線位數(shù)多。因此，并行通信適合短距離通信。如圖2-1所示。 串行通信：是指數(shù)據(jù)一位一位地按順序傳送。串行通信通過(guò)串行口來(lái)實(shí)現(xiàn)。在全雙工的串行通信中，僅需要一根發(fā)送線和一根接收線，串行通信可大大節(jié)省傳送線路的成本，但數(shù)據(jù)傳送速度慢。由于其所需電纜線少，接線簡(jiǎn)單，所以在較遠(yuǎn)距離傳輸中，得到了廣泛的運(yùn)用。如圖2

9、-2所示。  圖2-1 并行通信 圖2-2 串行通信串行通信有同步通信和異步通信兩種基本方式。 （1）異步通信方式：數(shù)據(jù)通常是以字符(或字節(jié))為單位組成字符幀傳送的。發(fā)送方發(fā)送各個(gè)字符的間隔時(shí)間是不定的，收發(fā)雙方各用自己的時(shí)鐘源來(lái)控制發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步。接收端是依靠字符幀格式來(lái)判斷發(fā)送端是何時(shí)開(kāi)始發(fā)送及何時(shí)結(jié)束發(fā)送。平時(shí)，發(fā)送線為高電平(邏輯“1”)，每當(dāng)接收端檢測(cè)到傳輸線上發(fā)送過(guò)來(lái)的低電平邏輯“0”(字符幀中起始位)時(shí)，就知道發(fā)送端已開(kāi)始發(fā)送，每當(dāng)接收端接收到字符幀中的停止位時(shí)，就知道一幀字符信息己發(fā)送完畢。 （2）同步通信方式：是一種連

10、續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀和異步通信中的字符幀不同，通常有若干個(gè)數(shù)據(jù)字符。同步字符幀由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符三部分組成。同步字符位于幀結(jié)構(gòu)開(kāi)頭，用于確認(rèn)數(shù)據(jù)字符的開(kāi)始(接收端不斷對(duì)傳輸線采樣，并把采到的字符和雙方約定的同步字符比較，只有比較成功后才會(huì)把后面接收到的字符加以存儲(chǔ))；數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個(gè)數(shù)不受限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長(zhǎng)度決定；校驗(yàn)字符有12個(gè)，位于幀結(jié)構(gòu)末尾，用于接收端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)字符的正確性的校驗(yàn)。 在本次課程設(shè)計(jì)中采用的是串行異步通信方式。2.1.2 串行口的工作方式51單片機(jī)串行口有4種工作方式方式0，方式1，方式2

11、，方式3。（1）方式0：設(shè)定SM0，SM1為00時(shí)，串行接口工作于方式0，在方式0下，RXD（P3.0）為數(shù)據(jù)輸入/輸出端，TXD（P3.1）為同步脈沖輸出端，發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)為8位低位在前，高位在后，方式0的波特率固定為fosc/12，也就是每一機(jī)器周期傳送1位數(shù)據(jù)，方式0可外接移位寄存器，將串行接口擴(kuò)展為并行接口，也可外接同步輸入輸出設(shè)備。（2）方式1：當(dāng)設(shè)定SM0，SM1為01時(shí)，串行接口工作于方式1，方式1為波特率可變的8位異步通信方式，由TXD發(fā)送，RXD接收。一幀數(shù)據(jù)為10位，1位起始位（低電平）8位數(shù)據(jù)位（低位在前）和1位停止位（高電平）。 方式1： 波特率=2SMOD

12、*（定時(shí)器T1溢出率）/32 （1）（3）方式2和方式3：當(dāng)設(shè)定SM0，SM1為10或11時(shí)，串行口工作于方式2或方式3，這兩種方式都是9位異步通信，僅波特率不同，適用于多機(jī)通信。在方式2或方式3下，數(shù)據(jù)由TXD發(fā)送，RXD接收，1幀數(shù)據(jù)為11位，1位起始位（低電平）8位數(shù)據(jù)位（低位在前）1位可編程位（第9位數(shù)據(jù)）用作奇偶校驗(yàn)或地址/數(shù)據(jù)選擇，1位停止位，與方式1相比多了一位可編程位，發(fā)送時(shí)，第9位數(shù)據(jù)為T(mén)B8，接收時(shí)，第9位數(shù)據(jù)送入RB8。方式2和方式3的區(qū)別只在于波特率不同。 方式2： 波特率=2SMOD*fosc/64 （2）方式3： 波特率=2SMOD*（定時(shí)器T1溢出率）/

13、32 （3） 在本次課程設(shè)計(jì)中采用的是方式1工作。 2.1.3串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式  在串行通信中，數(shù)據(jù)是在兩個(gè)站之間傳送的。按照數(shù)據(jù)傳送方向，串行通信可分為單工、半雙工和全雙工三種傳送方式。如圖2-4。 單工方式：通信線的一端接發(fā)送器，另一端接接收器，它們形成單向連接，只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送。數(shù)據(jù)只能單方向傳送。 半雙工方式：數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)雙方向傳送，但任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。 全雙工方式：系統(tǒng)的每端都含有發(fā)送器和接收器，數(shù)據(jù)可以同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送 在本次課程設(shè)計(jì)中采用的是全雙工方式。2.2硬件電路設(shè)計(jì)方案2.2.

14、1整體設(shè)計(jì)思路及原理當(dāng)51單片機(jī)與PC機(jī)通過(guò)RS-232標(biāo)準(zhǔn)總線串行通信時(shí)，由于RS-232信號(hào)電平與51單片機(jī)信號(hào)電平不一致，因此，必須進(jìn)行信號(hào)電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)采用專門(mén)集成芯片MAX232來(lái)實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)與RS-232的接口電路。此外，單片機(jī)工作必須使用到晶振電路和復(fù)位電路。晶振電路是給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，復(fù)位電路給單片機(jī)提供復(fù)位功能，它的作用是使單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器清零。因此，基于protuse的AT89C51單片機(jī)與PC串口通信電路主要由51單片機(jī)外圍電路（晶振電路、復(fù)位電路、外部中斷）、電平轉(zhuǎn)換電路MAX232、RS232接口、LED數(shù)碼顯示管及虛擬終端組成。硬件電路整體框圖如圖2-3所

15、示：圖2-3 硬件電路整體框圖2.2.2 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51引腳及功能如圖2-4所示。圖2-4 AT89C51引腳  P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 表2-2 P3口功能表  RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 PROG /ALE：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地

16、位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。   PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期PSEN兩次有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的

17、PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。   VPP/EA：當(dāng)EA保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部ROM；注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部ROM。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。    XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。2.2.3 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)包括晶振電路，復(fù)位電路和中斷控制。如圖2-5所示。1. 晶振的原理及作用 晶振是電路中常用用的時(shí)鐘元件,全稱是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)

18、行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。晶振一般采用如圖2-6 a的電容三端式交流等效振蕩電路；實(shí)際的晶振交流等效電路如圖2-6 b；把晶體的等效電路代替晶體后如圖2-6 c。其中Co，C1，L

19、1，RR是晶體的等效電路。圖2-6 晶振電路原理圖2.復(fù)位電路原理單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路的作用：在上電或復(fù)位過(guò)程中，控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。 無(wú)論使用哪種類型的單片機(jī),總要涉及到

20、單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鈕復(fù)位。手動(dòng)按鈕復(fù)位：手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平，如圖2-7。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。3.單片機(jī)

21、的外部中斷51單片機(jī)一般有兩個(gè)外部中斷輸入端，并允許外部中斷源以低電平或負(fù)邊沿兩種觸發(fā)方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。本設(shè)計(jì)就是利用一只按鈕，在按下時(shí)產(chǎn)生的負(fù)邊沿觸發(fā)外部中斷。將一只按鈕接在外部中斷輸入0即12口，如圖2-8所示。它的作用是向PC機(jī)發(fā)送字符串。圖2-7 復(fù)位電路圖2-8 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)圖2.2.4 MAX232芯片簡(jiǎn)介 MAX232芯片是美信公司專門(mén)為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。 介紹：如圖2-9為MAX232引腳圖。第一部分是電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給串口的需要。第二部分

22、是通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。 第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。 主要特點(diǎn)：1、符合所有的 2、只需要單一 +5V電源供電 3、片載具

23、有升壓、電壓極能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V- 4、功耗低，典型供電電流5mA 5、內(nèi)部集成2個(gè)驅(qū)動(dòng)器 6、內(nèi)部集成兩個(gè)接收器 圖2-9 MAX232引腳圖 如圖2-10為利用MAX232構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)圖圖2-10 電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)圖2.2.5 接口電路設(shè)計(jì)RS-232是個(gè)人計(jì)算機(jī)上的通訊接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會(huì)所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。通常 RS-232 接口以9個(gè)引腳 (DB-9) 或是25個(gè)引腳 (DB-25) 的型態(tài)出現(xiàn)，由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息,所用的傳輸線少,并且可以借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進(jìn)行信息傳送,因此,特別適合于遠(yuǎn)距離傳輸。對(duì)于那些與計(jì)算

24、機(jī)相距不遠(yuǎn)的人機(jī)交換設(shè)備和串行存儲(chǔ)的外部設(shè)備如終端、打印機(jī)、邏輯分析儀、磁盤(pán)等,采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍.在實(shí)時(shí)控制和管理方面,采用多臺(tái)微機(jī)處理機(jī)組成分級(jí)分布控制系統(tǒng)中,各 CPU 之間的通信一般都是串行方式.所以串行接口是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。本設(shè)計(jì)用的RS-232九針引腳及功能如圖2-11所示。圖2-11 RS-232引腳及功能RS-232接口電路連接方式根據(jù)需要有三線、六線、八線、兩線多種。當(dāng)通訊速率較低時(shí)可以采用三線對(duì)接法，如圖2-12所示。圖2-12 RS-232電纜連接圖在本設(shè)計(jì)中采用一塊MAX3221芯片把從AT89C51中過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后輸出到PC，把從PC發(fā)過(guò)來(lái)

25、的信號(hào)發(fā)送給AT89C51，設(shè)計(jì)中的RS-232接口電路連接方式如圖2-13所示：2.2.6 硬件電路設(shè)計(jì)圖本次課程設(shè)計(jì)最終硬件電路設(shè)計(jì)圖如圖2-14所示。圖2-13 RS-232接口電路連接方式圖2-14 硬件設(shè)計(jì)電路圖 說(shuō)明： P0口作為I/O口輸出的時(shí)候時(shí) 輸出低電平為0輸出高電平為高組態(tài)（并非5V，相當(dāng)于懸空狀態(tài)）。也就是說(shuō)P0口不能真正的輸出高電平，給所接的負(fù)載提供電流，因此必須接上拉電阻（一電阻連接到VCC），由電源通過(guò)這個(gè)上拉電阻給負(fù)載提供電流。因此，當(dāng)P0口與LED數(shù)碼顯示管相連時(shí)，需要接上排阻RP1.第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)與PC總體設(shè)計(jì)流程圖 本次

26、課程設(shè)計(jì)主要分為單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，PC機(jī)程序設(shè)計(jì)兩大模塊。總體設(shè)計(jì)流程圖如圖3-1所示。圖3-1 單片機(jī)與PC通信軟件流程圖3.2單片機(jī)程序設(shè)計(jì)流程圖 設(shè)計(jì)單片機(jī)通信程序流程圖時(shí)，將通信程序分為接收中斷處理程序流程圖（如圖3-2）、發(fā)送中斷處理程序流程圖（如圖3-3）和通信處理程序流程圖（如圖3-4）三部分，并將這三部分程序巧妙地進(jìn)行組合，從而構(gòu)成整個(gè)單片機(jī)的通信程序。圖3-2 接收中斷處理程序流程圖圖3-3 發(fā)送中斷處理程序流程圖圖3-4 通信處理程序流程圖3.3 PC機(jī)程序設(shè)計(jì)流程圖 設(shè)計(jì)PC機(jī)程序流程圖時(shí)，主要分為三大模塊，分別為PC機(jī)發(fā)送文件子程序流程圖（如圖3-5），PC機(jī)接收文件子程

27、序流程圖（如圖3-6）和主程序流程圖（如圖3-7）。圖3-5 PC機(jī)發(fā)送文件子程序流程圖圖3-6 PC機(jī)接收文件子程序流程圖圖3-7 主程序流程圖第四章 總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)一周，我不但在圖書(shū)館借了許多的相關(guān)資料，并且在網(wǎng)上也下載了一些電子書(shū)籍，和同學(xué)們一起討論，遇到不懂的就向大家請(qǐng)教。所以我很快地了解到此次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求，并且確定了設(shè)計(jì)的方案。 剛拿到設(shè)計(jì)課題的時(shí)候，有些迷茫，不知道從何下手，對(duì)于一些細(xì)節(jié)問(wèn)題也不太清楚，由于沒(méi)有接觸，開(kāi)始學(xué)得很費(fèi)力，但到后來(lái)就好了。在每次的課程設(shè)計(jì)中,遇到問(wèn)題，最好的辦法就是問(wèn)別人，因?yàn)槊總€(gè)人掌握情況不一樣，不可能做到處處都懂，發(fā)揮群眾的力量，復(fù)雜的事情就會(huì)變得很簡(jiǎn)單。這一點(diǎn)我深有體會(huì)，在很多時(shí)候，我遇到的困難或許別人之前就已遇到，向他們請(qǐng)教遠(yuǎn)比自己在那冥思苦想來(lái)得快。 在確定了方案之后，本以為會(huì)很快的完成設(shè)計(jì)。但是，事情遠(yuǎn)比想象的困難的多。有時(shí)會(huì)犯一些簡(jiǎn)單的原則性錯(cuò)誤。經(jīng)過(guò)多次的檢